(57)【要約】【課題】ウエハー内の領域別に相異なる注入エネルギーでイオン注入を行う、不均一なイオン注入エネルギーを得られるイオン注入装置及びイオン注入方法を提供する。【解決手段】イオンビームを発生するイオンビームソース１１０と、第１時間の間は相対的に小さい第１注入エネルギーのイオンビームを作り、第２時間の間は相対的に大きい第２注入エネルギーのイオンビームを作る注入エネルギー調節器１２０と、前記注入エネルギーが調節されたイオンビームを加速するビームライン１３０と、前記ウエハー１５０を前記イオンビームに対して垂直方向に移動し、前記ウエハー１５０の第１領域には前記第１注入エネルギーのイオンビームを注入し、前記ウエハーの第２領域には前記第２注入エネルギーのイオンビームを注入するためのエンドステーション１４０と、を備えてイオン注入装置を構成する。【選択図】図１
2007299721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームを発生するイオンビームソースと、
前記イオンビームの経路上に配置されて前記イオンビームの注入エネルギーを調節するもので、第１時間の間は相対的に小さい第１注入エネルギーのイオンビームを作り、第２時間の間は相対的に大きい第２注入エネルギーのイオンビームを作る注入エネルギー調節器と、
前記注入エネルギーが調節されたイオンビームを加速するビームラインと、
前記ビームラインによって加速されたイオンビームが注入されるウエハーを配置するもので、前記ウエハーを前記イオンビームに対して垂直方向に移動し、前記ウエハーの第１領域には前記第１注入エネルギーのイオンビームを注入し、前記ウエハーの第２領域には前記第２注入エネルギーのイオンビームを注入するためのエンドステーションと、
を備えることを特徴とするイオン注入装置。
【請求項２】
前記注入エネルギー調節器は、前記イオンビームの経路上に配置される電極と、前記電極をオン・オフにする共振器と、からなる複数個のバンドルイオンビーム生成装置が前記イオンビームの経路に沿って配置されてなることを特徴とする請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項３】
前記注入エネルギー調節器は、前記第１時間の間は前記複数個のバンドルイオンビーム生成装置のうち相対的に少数のバンドルイオンビーム生成装置がオンになり、前記第２時間の間は前記複数個のバンドルイオンビーム生成装置のうち相対的に多数のバンドルイオンビーム生成装置がオンになるように制御することを特徴とする請求項２に記載のイオン注入装置。
【請求項４】
前記共振器は、前記電極に正のバイアス及び負のバイアスを順次印加し、前記電極をオンにすることを特徴とする請求項２に記載のイオン注入装置。
【請求項５】
前記エンドステーションは、前記イオンビームが前記ウエハーに注入される間、前記ウエハーを回転するためのウエハー支持台を含むことを特徴とする請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項６】
イオンビームを発生するイオンビームソースと、
前記イオンビームを加速するビームラインと、
前記加速されたイオンビームの経路上に配置されて前記イオンビームの注入エネルギーを調節するもので、第１時間の間は相対的に小さい第１注入エネルギーのイオンビームを作り、第２時間の間は相対的に大きい第２注入エネルギーのイオンビームを作る注入エネルギー調節器と、
前記注入エネルギー調節器によって注入エネルギーが調節されたイオンビームが注入されるウエハーを配置するもので、前記ウエハーを前記イオンビームに対して垂直方向に移動し、前記ウエハーの第１領域には前記第１注入エネルギーのイオンビームを注入し、前記ウエハーの第２領域には前記第２注入エネルギーのイオンビームを注入するためのエンドステーションと、
を備えることを特徴とするイオン注入装置。
【請求項７】
前記注入エネルギー調節器は、前記イオンビームの経路上に配置される電極と、前記電極をオン・オフにする共振器と、からなる複数個のバンドルイオンビーム生成装置が前記イオンビームの経路に沿って配置されてなることを特徴とする請求項６に記載のイオン注入装置。
【請求項８】
前記注入エネルギー調節器は、前記第１時間の間は前記複数個のバンドルイオンビーム生成装置のうち相対的に少数のバンドルイオンビーム生成装置がオンになり、前記第２時間の間は前記複数個のバンドルイオンビーム生成装置のうち相対的に多数のバンドルイオンビーム生成装置がオンになるように制御することを特徴とする請求項７に記載のイオン注入装置。
【請求項９】
前記共振器は、前記電極に正のバイアス及び負のバイアスを順次印加し、前記電極をオンにすることを特徴とする請求項７に記載のイオン注入装置。
【請求項１０】
前記エンドステーションは、前記イオンビームが前記ウエハーに注入される間、前記ウエハーを回転するためのウエハー支持台を含むことを特徴とする請求項６に記載のイオン注入装置。
【請求項１１】
イオンビームを発生するイオンビームソースと、
前記イオンビームを加速し、前記加速されるイオンビームの経路上に配置されて前記イオンビームの注入エネルギーを調節するもので、第１時間の間は相対的に小さい第１注入エネルギーのイオンビームを作り、第２時間の間は相対的に大きい第２注入エネルギーのイオンビームを作る注入エネルギー調節器と、
前記注入エネルギー調節器によって注入エネルギーが調節されたイオンビームが注入されるウエハーを配置するもので、前記ウエハーを前記イオンビームに対して垂直方向に移動し、前記ウエハーの第１領域には前記第１注入エネルギーのイオンビームを注入し、前記ウエハーの第２領域には前記第２注入エネルギーのイオンビームを注入するためのエンドステーションと、
を備えることを特徴とするイオン注入装置。
【請求項１２】
前記エンドステーションは、前記イオンビームが前記ウエハーに注入される間、前記ウエハーを回転するためのウエハー支持台を含むことを特徴とする請求項１１に記載のイオン注入装置。
【請求項１３】
イオンビームの注入エネルギーを調節する段階であり、第１時間の間は相対的に小さい第１注入エネルギーのイオンビームを作り、第２時間の間は相対的に大きい第２注入エネルギーのイオンビームを作る注入エネルギー調節段階と、
前記イオンビームの経路上に配置され、前記イオンビームが注入される間にウエハーを前記経路と垂直方向に移動し、前記ウエハーの第１領域には前記第１注入エネルギーのイオンビームを注入し、前記ウエハーの第２領域には前記第２注入エネルギーのイオンビームを注入するイオン注入段階と、を含むことを特徴とするイオン注入方法。
【請求項１４】
前記イオン注入段階を行う間、前記ウエハーを回転する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のイオン注入方法。
【請求項１５】
前記注入エネルギー調節段階は、
電極と、前記電極をオン・オフにする共振器と、からなる複数個のバンドルイオンビーム生成装置を前記イオンビームの経路上に配置する段階と、
前記第１時間の間は前記複数個のバンドルイオンビーム生成装置のうち相対的に少数のバンドルイオンビーム生成装置をオンにし、前記第２時間の間は前記複数個のバンドルイオンビーム生成装置のうち相対的に多数のバンドルイオンビーム生成装置をオンにする段階と、を含むことを特徴とする請求項１３に記載のイオン注入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン注入装置及びその方法に関するもので、詳しくは、不均一なイオン注入エネルギーを得られるイオン注入装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体素子、特にＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの半導体メモリ素子を製造するためには、多数の単位工程を行うべきである。前記単位工程は、積層工程、エッチング工程、イオン注入工程などを含んでおり、通常、ウエハー上で行われる。これら単位工程のうちイオン注入工程では、強い電気場により、ボロン、ヒ素などのドーパントイオンが加速され、そのドーパントイオンがウエハー表面を注入する。このイオン注入工程を通して、物質の電気的な特性を変化できる。
【０００３】
一般に、ウエハーに対するイオン注入は、ウエハーをＹ方向に移動し、イオンビームをＸ方向にスキャニングすることで、イオンビームをウエハーに注入して行われる。また、このイオン注入方法では、ウエハーの全領域にかけてほぼ同一のドーズ（ｄｏｓｅ）及びエネルギーでイオン注入が行われる。このような現象は、イオン注入工程のみを考慮したときは好ましいが、他の単位工程と連関づけると却って好ましくない。すなわち、様々な単位工程を行うにおいて、積層される膜質の厚さ、エッチング程度などの工程結果は、ウエハーの全面積にかけて均一でない。これは、各単位工程における多数の変数を正確に制御できないためである。したがって、予期してない工程変数、または、正確に制御できない工程変数によって、常に工程誤差が存在している。
【０００４】
一例として、ゲート電極を形成するとき、ウエハーの位置別に、ゲート電極の幅を示す臨界寸法（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ；以下、ＣＤという）に差が発生しうる。すなわち、ウエハーの中心部ではゲート電極のＣＤが相対的に大きいが、ウエハーの縁部ではゲート電極のＣＤが相対的に小さい。もちろん、これと反対の場合もあり得る。上述したように、このような差は、様々な単位工程における多数の変数を正確に制御できないことから発生する。このように、ゲート電極のＣＤがウエハーの縁部よりも中心部で一層大きい場合、素子のしきい電圧も、ウエハーの縁部よりウエハーの中心部で相対的に高くなる。一方、これと反対の場合、素子のしきい電圧は、ウエハーの縁部よりウエハーの中心部で相対的に低くなる。
【０００５】
他の例として、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）構造のソース／ドレインを形成するために、ゲートスタックの側面にスペーサーを形成し、このスペーサーをイオン注入障壁層として用いてソース／ドレインイオン注入を行う。しかしながら、現実的には、スペーサーの厚さをウエハーの全面積にかけて均一にできないため、ＬＤＤ構造のソース／ドレインが不均一なプロファイルを有し、結果的にトランジスタの特性も不均一になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ウエハー内の領域別に相異なる注入エネルギーでイオン注入を行う、不均一なイオン注入エネルギーを得られるイオン注入装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、不均一なイオン注入エネルギーを得られるイオン注入方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態に係るイオン注入装置は、イオンビームを発生するイオンビームソースと、前記イオンビームの経路上に配置されて前記イオンビームの注入エネルギーを調節するもので、第１時間の間は相対的に小さい第１注入エネルギーのイオンビームを作り、第２時間の間は相対的に大きい第２注入エネルギーのイオンビームを作る注入エネルギー調節器と、前記注入エネルギーが調節されたイオンビームを加速するビームラインと、前記ビームラインによって加速されたイオンビームが注入されるウエハーを配置するもので、前記ウエハーを前記イオンビームに対して垂直方向に移動し、前記ウエハーの第１領域には前記第１注入エネルギーのイオンビームを注入し、前記ウエハーの第２領域には前記第２注入エネルギーのイオンビームを注入するためのエンドステーションと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記注入エネルギー調節器は、前記イオンビームの経路上に配置される電極と、前記電極をオン・オフにする共振器と、からなる複数個のバンドルイオンビーム生成装置が前記イオンビームの経路に沿って配置されてなる。
【０００９】
この場合、前記注入エネルギー調節器は、前記第１時間の間は前記複数個のバンドルイオンビーム生成装置のうち相対的に少数のバンドルイオンビーム生成装置がオンになり、前記第２時間の間は前記複数個のバンドルイオンビーム生成装置のうち相対的に多数のバンドルイオンビーム生成装置がオンになるように制御する。
【００１０】
また、前記共振器は、前記電極に正のバイアス及び負のバイアスを順次印加し、前記電極をオンにする。
【００１１】
前記エンドステーションは、前記イオンビームが前記ウエハーに注入される間、前記ウエハーを回転するためのウエハー支持台を含む。
【００１２】
また、上記の目的を達成するために、本発明の他の実施形態に係るイオン注入装置は、イオンビームを発生するイオンビームソースと、前記イオンビームを加速するビームラインと、前記加速されたイオンビームの経路上に配置されて前記イオンビームの注入エネルギーを調節するもので、第１時間の間は相対的に小さい第１注入エネルギーのイオンビームを作り、第２時間の間は相対的に大きい第２注入エネルギーのイオンビームを作る注入エネルギー調節器と、前記注入エネルギー調節器によって注入エネルギーが調節されたイオンビームが注入されるウエハーを配置するもので、前記ウエハーを前記イオンビームに対して垂直方向に移動し、前記ウエハーの第１領域には前記第１注入エネルギーのイオンビームを注入し、前記ウエハーの第２領域には前記第２注入エネルギーのイオンビームを注入するためのエンドステーションと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
前記注入エネルギー調節器は、前記イオンビームの経路上に配置される電極と、前記電極をオン・オフにする共振器と、からなる複数個のバンドルイオンビーム生成装置が前記イオンビームの経路に沿って配置されてなる。
【００１４】
この場合、前記注入エネルギー調節器は、前記第１時間の間は前記複数個のバンドルイオンビーム生成装置のうち相対的に少数のバンドルイオンビーム生成装置がオンになり、前記第２時間の間は前記複数個のバンドルイオンビーム生成装置のうち相対的に多数のバンドルイオンビーム生成装置がオンになるように制御する。
【００１５】
また、前記共振器は、前記電極に正のバイアス及び負のバイアスを順次印加し、前記電極をオンにする。
【００１６】
前記エンドステーションは、前記イオンビームが前記ウエハーに注入される間、前記ウエハーを回転するためのウエハー支持台を含む。
【００１７】
また、上記の目的を達成するために、本発明のさらに他の実施形態に係るイオン注入装置は、イオンビームを発生するイオンビームソースと、前記イオンビームを加速し、前記加速されるイオンビームの経路上に配置されて前記イオンビームの注入エネルギーを調節するもので、第１時間の間は相対的に小さい第１注入エネルギーのイオンビームを作り、第２時間の間は相対的に大きい第２注入エネルギーのイオンビームを作る注入エネルギー調節器と、前記注入エネルギー調節器によって注入エネルギーが調節されたイオンビームが注入されるウエハーを配置するもので、前記ウエハーを前記イオンビームに対して垂直方向に移動し、前記ウエハーの第１領域には前記第１注入エネルギーのイオンビームを注入し、前記ウエハーの第２領域には前記第２注入エネルギーのイオンビームを注入するためのエンドステーションと、を備えることを特徴とする。
【００１８】
前記エンドステーションは、前記イオンビームが前記ウエハーに注入される間、前記ウエハーを回転するためのウエハー支持台を含む。
【００１９】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係るイオン注入方法は、イオンビームの注入エネルギーを調節する段階であり、第１時間の間は相対的に小さい第１注入エネルギーのイオンビームを作り、第２時間の間は相対的に大きい第２注入エネルギーのイオンビームを作る注入エネルギー調節段階と、前記イオンビームの経路上に配置され、前記イオンビームが注入される間にウエハーを前記経路と垂直方向に移動し、前記ウエハーの第１領域には前記第１注入エネルギーのイオンビームを注入し、前記ウエハーの第２領域には前記第２注入エネルギーのイオンビームを注入するイオン注入段階と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
前記イオン注入段階を行う間、前記ウエハーを回転する段階をさらに含む。
【００２１】
前記注入エネルギー調節段階は、電極と、前記電極をオン・オフにする共振器と、からなる複数個のバンドルイオンビーム生成装置を前記イオンビームの経路上に配置する段階と、前記第１時間の間は前記複数個のバンドルイオンビーム生成装置のうち相対的に少数のバンドルイオンビーム生成装置をオンにし、前記第２時間の間は前記複数個のバンドルイオンビーム生成装置のうち相対的に多数のバンドルイオンビーム生成装置をオンにする段階と、を含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る不均一なイオン注入エネルギーを得るためのイオン注入装置及びイオン注入方法では、第１所定時間の間には相対的に小さい注入エネルギーを有するバンドルイオンビームを生成して出射し、第２所定時間の間には相対的に大きい注入エネルギーを有するバンドルイオンビームを生成して出射する一方、ウエハーの領域のうち第１領域には第１注入エネルギーのバンドルイオンビームが注入され、第２領域には第２注入エネルギーのバンドルイオンビームが注入されるようにウエハーの移動を調節することで、ウエハー内で不均一な注入エネルギーを有するイオン注入が可能になる。結果的に、後続工程によるしきい電圧の偏差を補正することで、ウエハー全体に均一なしきい電圧特性を示すことができる。特に、ドーズの増減によって素子の特性調節が容易でない場合、注入エネルギーを調節することで素子の特性調節を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面に基づいて説明する。本発明の実施形態は、多様な他の形態に変形でき、本発明の範囲は、後述する各実施形態に限定されるものではない。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係るイオン注入装置を示した図である。図１に示すように、本発明の一実施形態に係るイオン注入装置は、イオンビームソース１１０、注入エネルギー調節器１２０、ビームライン１３０及びエンドステーション１４０を含んでいる。イオンビームソース１１０からはイオンビームが発生し、このイオンビームは、ビーム経路１００に沿って進行する。注入エネルギー調節器１２０は、ビーム経路１００上に配置され、イオンビームソース１１０から発生するイオンビームの注入エネルギーを調節する。例えば、第１時間の間は相対的に小さい第１注入エネルギーを有するイオンビームを作って出射し、第２時間の間は相対的に大きい第２注入エネルギーを有するイオンビームを作って出射する。ビームライン１３０は、注入エネルギーが調節されたイオンビームを加速する。また、エンドステーション１４０は、ウエハー１５０が配置される領域であり、ウエハー１５０を支持するためのウエハー支持台（図示せず）を含んでいる。このウエハー支持台は、図面の矢印１４１で示すように、ウエハー１５０をイオンビームの注入方向と垂直な方向に移動する。このとき、ウエハー１５０の移動速度は、注入エネルギー調節器１２０の動作と関連している。具体的に説明すると、ウエハー１５０の第１領域には第１注入エネルギーを有するイオンビームが注入され、ウエハー１５０の第２領域には第２注入エネルギーを有するイオンビームが注入されるようにウエハー１５０の移動速度を適切に調節する。場合によって、前記ウエハー支持台は、ウエハー１５０を回転することもできる。
【００２５】
図２は、本発明の他の実施形態に係るイオン注入装置を示した図である。図２において、図１と同じ図面符号は、同じ要素を示している。
【００２６】
図２に示すように、本実施形態に係るイオン注入装置は、注入エネルギー調節器１２０がビームライン１３０とエンドステーション１４０との間に配置される点で、上述した実施形態と相異なる。すなわち、ビームソース１１０から発生したイオンビームは、ビームライン１３０によって加速されて注入エネルギー調節器１２０に入射される。この入射されたイオンビームは、注入エネルギー調節器１２０内で注入エネルギーが調節された後で出射される。一例として、第１時間の間は相対的に小さい第１注入エネルギーを有するイオンビームが出射され、第２時間の間は相対的に大きい第２注入エネルギーを有するイオンビームが出射される。注入エネルギーが調節されたイオンビームは、エンドステーション１４０内のウエハー１５０に注入される。本実施形態においても、エンドステーション１４０内でウエハー１５０を支持するウエハー支持台は、図面の矢印１４１で示すように、ウエハー１５０をイオンビームの注入方向と垂直な方向に移動する。場合によって、ウエハー支持台は、ウエハー１５０を回転することもできる。
【００２７】
図面には示してないが、本発明のさらに他の実施形態では、注入エネルギー調節器１２０をビームライン１３０内に配置することもできる。この場合、イオン注入装置の動作は、図１及び図２に基づいて説明した各実施形態に比べると、注入エネルギー調節動作がビームライン内で行われる点のみで異なる。
【００２８】
図３は、図１及び図２に示した注入エネルギー調節器の構造及び動作を説明するための図である。
【００２９】
図３に示すように、注入エネルギー調節器１２０は、ビーム経路１００上に配置される複数個、例えば、ｎ個の注入エネルギー調節装置１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，…，１２０ｎ―１，１２０ｎを含んで構成される。各注入エネルギー調節装置は、ビーム経路１００上に配置される電極１２１と、この電極１２１をオンまたはオフにする共振器１２２と、から構成される。すなわち、共振器１２２によって電極１２１がオンになると、共振器１２２の共振信号によって電極１２１に正のバイアス及び負のバイアスが順次印加される。そうすると、各イオンを束ねたバンドルイオンビームが作られ、そのバンドルイオンビームが電極１２１を通過する。このとき、バンドルイオンビームは、束ねられた状態であるため、質量及び加速度が増加することで、注入エネルギーが増大するという効果を奏する。その反面、共振器１２２によって電極１２１がオフになると、バンドルイオンビームが追加的に作られないため、バンドルイオンビームの質量に変化がない。したがって、この場合、注入エネルギーは変化しなくなる。
【００３０】
以下、上記の原理を用いてイオンビームの注入エネルギーを調節する過程を説明する。
まず、注入エネルギー調節器１２０が相対的に小さい第１注入エネルギーのイオンビームを作って出射する第１時間の間には、ｎ個のバンドルイオンビーム生成装置１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，…，１２０ｎ―１、１２０ｎのうち相対的に少数のバンドルイオンビーム生成装置のみをオンにする。そして、残りのバンドルイオンビーム生成装置をオフにする。この場合、注入エネルギー調節器１２０を通過するバンドルイオンビームは、相対的に低い注入エネルギーを有する。場合によって、バンドルイオンビーム生成装置１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，…，１２０ｎ―１、１２０ｎの全てをオフにする場合、注入エネルギーが全く増大してないイオンビームは、注入エネルギー調節器１２０をそのまま通過する。このように、バンドルイオンビームが相対的に低い注入エネルギーを有するようにイオン注入を行うと、形成される不純物領域の接合深さは相対的に浅くなる。
【００３１】
これに対し、注入エネルギー調節器１２０が相対的に大きい第２注入エネルギーのイオンビームを作って出射する第２時間の間には、ｎ個のバンドルイオンビーム生成装置１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，…，１２０ｎ―１，１２０ｎのうち相対的に多数のバンドルイオンビーム生成装置をオンにする。そして、残りのバンドルイオンビーム生成装置をオフにする。この場合、注入エネルギー調節器１２０を通過するバンドルイオンビームは、相対的に高い注入エネルギーを有する。場合によって、バンドルイオンビーム生成装置１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，…，１２０ｎ―１，１２０ｎの全てをオンにする場合、極大化された注入エネルギーのイオンビームが作られ、そのイオンビームが注入エネルギー調節器１２０を通過する。このように、バンドルイオンビームが相対的に高い注入エネルギーを有するようにイオン注入を行うと、形成される不純物領域の接合深さは相対的に深くなる。
【００３２】
図４及び図５は、図３に示した注入エネルギー調節器のバンドルイオンビーム生成装置の動作を説明するための図である。
【００３３】
まず、図４に示すように、共振器１２２によって電極１２１がオフになる場合、バンドルイオンビームが作られないので、相対的に広く分布した状態の各イオン３００を含むイオンビーム１０１は、注入エネルギー調節器１２０をそのまま通過する。その反面、図５に示すように、共振器１２２によって電極１２１がオンになる場合、バンドルイオンビーム１０２が作られるので、相対的に稠密に分布した状態の各イオン３００を含むバンドルイオンビーム１０２は、注入エネルギー調節器１２０を通過する。
【００３４】
図６及び図７は、図３に示したバンドルイオンビーム生成器を用いてバンドルイオンビームを形成する方法を説明するための図である。
【００３５】
まず、図６に示すように、初期イオンビーム１０１がバンドルイオンビーム生成装置に向かって入射されるとき、共振器１２２は、電極１２１に正のバイアスを印加する。共振器１２２は、ＲＬＣ共振器からなり、この場合、キャパシタのキャパシタンスによって決定される所定の周波数にしたがって、電極１２１に対して正のバイアス及び負のバイアスを順次印加できる。電極１２１に正のバイアスを印加すると、入射される初期イオンビーム１０１を構成する正のイオン３００と電極１２１との間に斥力が作用する。この斥力によって、初期イオンビーム１０１が電極１２１をそのまま通過できず、初期イオンビーム１０１を構成する各イオン３００が電極１２１の前端で集まる。このように、各イオン３００が集まることで、相対的に稠密に分布した状態の各イオン３００を含むバンドルイオンビーム１０２が作られる。
【００３６】
次に、図７に示すように、適切な密度のバンドルイオンビーム１０２が作られた後、共振器１２２によって電極１２１に負のバイアスを印加する。上述したように、負のバイアスは、共振器１２２の共振動作によって電極１２１に印加される。電極１２１に負のバイアスが印加されると、バンドルイオンビーム１０２と電極１２１との間に引力が作用する。この引力によって、バンドルイオンビーム１０２は、電極１２１の後端に引かれて注入エネルギー調節器１２０を通過する。
【００３７】
図８乃至図１０は、本発明に係るイオン注入方法を説明するための図である。
まず、図８に示すように、ウエハー１５０を第１領域１５０ａ、第２領域１５０ｂ及び第３領域１５０ｃに区分し、相異なる注入エネルギーでイオン注入を行う場合を例に挙げて説明する。すなわち、ウエハー１５０の第１領域１５０ａ及び第３領域１５０ｃでは相対的に高い注入エネルギーでイオン注入が行われ、第２領域１５０ｂでは相対的に低い注入エネルギーでイオン注入が行われる場合、注入エネルギー調節器１２０によって注入エネルギーの高いイオンビーム１０２が作られ、この注入エネルギーの高いイオンビーム１０２がウエハー１５０の第１領域１５０ａに注入される。
【００３８】
次に、図９に示すように、イオンビームの入射経路と垂直な方向（図面の矢印４０１を参照）にウエハー１５０を移動する。このとき、ウエハー１５０の移動速度は、注入エネルギー調節器１２０が相対的に小さい注入エネルギーを有するイオンビームを発生する時点と関連している。それゆえ、ウエハー１５０の第２領域１５０ｂには、相対的に小さい注入エネルギーを有するイオンビーム１０１が注入され、第１領域１５０ａよりも相対的に低い注入エネルギーでイオン注入が行われる。次に、図１０に示すように、注入エネルギー調節器１２０によって注入エネルギーの高いイオンビーム１０２が再び作られると、ウエハー１５０をイオンビームの入射経路と垂直な方向（図面の矢印４０２を参照）に移動し、ウエハー１５０の第３領域１５０ｃに注入エネルギーの高いイオンビーム１０２を注入する。
【００３９】
図１１及び図１２は、本発明に係るイオン注入方法を用いてイオン注入されたウエハーの注入エネルギー分布を説明するための図である。
【００４０】
まず、図１１に示すように、注入エネルギーを調節してイオン注入を行うと、 図８乃至図１０に基づいて説明したとおり、ウエハー１５０の上部に位置する第１領域１５０ａと、下部に位置する第３領域１５０ｃには、相対的に高い注入エネルギーＨでイオン注入が行われる。その反面、ウエハー１５０の中間部に位置する第２領域１５０ｂには、相対的に低い注入エネルギーＬでイオン注入が行われる。
【００４１】
次に、図１２に示すように、ウエハー１５０の領域を中心部１５０ｄと縁部１５０ｅとに分けて不均一にイオンを注入する場合は、図８乃至図１０に基づいて説明したとおり、イオン注入を行うと同時に、ウエハー１５０を回転すればよい。すなわち、図８及び図１０に示すように、ウエハー１５０の上下部に相対的に高い注入エネルギーのイオンビーム１０２が注入される間にウエハー１５０を回転すると、ウエハー１５０の縁部１５０ｅに相対的に高い注入エネルギーＨでイオン注入が行われる。その反面、図９に示すように、ウエハー１５０の中間部に相対的に低い注入エネルギーのイオンビーム１０１が注入される間にウエハー１５０を回転すると、ウエハー１５０の中心部１５０ｄに相対的に低い注入エネルギーＬでイオン注入が行われる。
【００４２】
以上、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野における通常の知識を有する者によって多様に変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係るイオン注入装置を示した図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係るイオン注入装置を示した図である。
【図３】図１及び図２に示した注入エネルギー調節器の構造及び動作を説明するための図である。
【図４】図３に示した注入エネルギー調節器のバンドルイオンビーム生成装置の動作を説明するための図である。
【図５】図３に示した注入エネルギー調節器のバンドルイオンビーム生成装置の動作を説明するための図である。
【図６】図３に示したバンドルイオンビーム生成器を用いてバンドルイオンビームを形成する方法を説明するための図である。
【図７】図３に示したバンドルイオンビーム生成器を用いてバンドルイオンビームを形成する方法を説明するための図である。
【図８】本発明に係るイオン注入方法を説明するための図である。
【図９】本発明に係るイオン注入方法を説明するための図である。
【図１０】本発明に係るイオン注入方法を説明するための図である。
【図１１】本発明に係るイオン注入方法を用いてイオン注入されたウエハーの注入エネルギー分布を説明するための図である。
【図１２】本発明に係るイオン注入方法を用いてイオン注入されたウエハーの注入エネルギー分布を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００  ビーム経路、１１０  イオンビームソース、１２０  注入エネルギー調節器、１３０  ビームライン、１４０  エンドステーション、１５０  ウエハー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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